无线LED电子显示屏

无线LED电子显示屏（精选8篇）

无线LED电子显示屏 篇1

摘要：针对道闸控制系统管理不够统一、多元化的问题,设计一种一体化的显示方法,实现显示内容的远程发布及显示模式的智能化控制。即把摄像机嵌入道闸箱中,显示屏嵌入道闸杆里,把位于显示屏中心的摄像机实时采集的车牌信息及时显示在LED条屏上,并利用GPRS模块传输数据,实现在控制中心随时更新需要发布的通知、告示等信息。根据道闸杆需要举升和降落的功能,设计了横纵两种显示模式的自动切换功能。

关键词：单片机,GPRS模块,LED点阵,自动切换

1 引言

目前车辆管理系统中的道闸控制系统通常在道闸机一侧放置显示屏来显示一些通知、日期、天气或车牌号等消息,而显示的内容是需要管理人员在出入口附近设置的岗亭内通过上位机输入,有线传输到显示屏上,这种管理模式需要人工操作才能实施,为了使系统控制一体化、美观、使用时更便捷、实现智能化管理,本设计给出了一种无线控制横纵模式自动切换的LED显示屏。

2 系统设计思路及硬件结构

本设计将LED显示屏嵌入道闸闸杆中,闸杆水平放置时可以显示通过车辆的车牌号、车位信息及一些小区通知消息。当有车辆通过时,闸杆向上旋转9 0度,L E D屏内容自动转换为纵向显示。管理者可以在监控中心的计算机上通过GPRS模块对显示内容进行更改,而无须在小区出入口设置岗亭,使管理方式变的简便、不受人工拘束。系统的硬件结构分为单片机控制模块、LED显示部分、模式控制部分、电源模块和无线传输数据模块。本设计的原理框图如下图所示:

通过触碰水银倾角开关实现显示内容的横纵显示模式的自动切换,滚动按键控制显示内容的上下左右移动,监控中心的计算机通过公网IP将数据发送给GPRS模块,GPRS模块和单片机通过UART交互AT命令和传输的数据,单片机将接收到的数据显示到显示屏上。

2.1 单片机控制模块

本设计采用的是STC12C5A60S2单片机[1]。如图2为单片机主控制模块,连接显示模块、电源模块、GPRS模块、模式控制器和LED控制模块。

2.2 LED显示部分

LED点阵是通过行列驱动器进行控制的,单片机P1口低4位输出的行号经4/16线译码器74HC154译码后生成1 6条行选通信号线,经过驱动器驱动点阵对应的行线[2]。一条行线上要带动16列的LED进行显示,相应的行信号为低电平时即可点亮LED。如图3为行驱动芯片管脚图。

列驱动器由集成电路74HC595组成,它具有一个8位串入并出的移位寄存器和一个8位输出锁存器,三态输出功能。移位寄存器和输出寄存器的控制是各自独立的,可以在显示本行列数据的同时,传送下一行的列数据,即达到重叠处理的目的。在移位的过程中,输出端的数据可以保持不变,这有利于在串行速度慢的场合保证L E D显示器件没有闪烁感[3]。如图4所示为74HC595引脚图,与单片机P2口低四位相连,移位寄存器有一个串行移位输入DS和一个串行输出QH’,输出端为QA~QH,级联时将QH’与下一级的DS相连接,送出数据。

2.3 模式控制模块及GPRS模块

模式的控制分为两部分,一个是横纵自动切换部分,一个是上下左右四个滚动方向的模式。如图5是模式转换控制模块。

当道闸杆水平放置时,水银开关断开,横显示,当道闸杆升起一定角度时,水银开关闭合,自动切换到纵显示模式。还可以使显示内容滚动,分别控制显示内容的上、下、左、右四种滚动模式。

本设计把GPRS模块[4]嵌入到LED显示系统中,通过GPRS来实现LED的无线传送数据。无线传送分为两种模式:通过短信方式实现LED显示系统信息的无线传送;GPRS作为客户端通过INTERNET与服务器端以UDP协议进行LED显示屏信息的无线通信以及GPRS终端的远程控制。图6为GPRS模块。用户可以在控制中心通过IP地址访问现场计算机,输出发布的信息,从而显示到LED显示屏上。

3 软件系统设计

转换的算法需要提取每个字节的位进行运算,由于本文需要用到进位运算,而汇编语言较C语言实现起来要方便,因此在转换子程序中调用汇编语言[5]。

4 结束语

本文介绍了一种应用在道闸控制系统中的显示屏的设计。嵌入在道闸杆中,可以方便地显示小区通知、车牌号、天气、时间等信息,在闸杆升起时的横纵自动转换模式使显示内容无论在什么状态下都能够直观的显示出来,无线发送数据的方式省去了现场控制的人力,应用前景非常广泛。

参考文献

[1]THOMAS SCHULTZ.Schultz.C and the 8051:Pro-gramming and Multitasking.PTR Prentice-Hall.1993:32~52.

[2]梁纯,王军.基于MCS-51单片机的LED点阵图文显示屏设计[J].工矿自动化,2005(6):90~92.

[3]廖晶晶,唐宁,李涛东.LED显示屏驱动芯片的应用[J].电视技术,2007,31(8):32-34.

[4]陈飞,雒江.GPRS网络GTP协议解析方法研究[J].通信技术,2009,42(2):107-109.

[5]陈应明《.计算机网络与应用》[M].北京:冶金工业出版社,2005.

无线LED电子显示屏 篇2

尊敬的校领导：

您好！我是经贸学院创业园115室烨世计算机工作室负责人陆愚佳。为共建我们院校繁荣，共同美化、创造和谐校园文化环境，提升我们院校宣传内容的效率，同时为了回报我们院校对于我们创业园的支持，我们工作室特申请免费为我们院校安装并监管LED屏，具体设施概况如下：

广告预设地点：

1、北区隧道进口上方

2、南区食堂进口上方

（LED安装时充分美化外部环境，做到整洁、美观）

显示宣传时间支配：

1、工作日8:00~17:00由我们院校支配(如：宣传院校紧急通知、最新政策、最新活动、迎接指引新生、公益安全、宿舍停水停电、临时通知、学生参军入伍及学校新措施等信息）；

2、剩余时间由烨世计算机工作坊支配（宣传推广大学生创业中心，宣传我们烨世电脑工作室，让更多的同学了解大学生创业，了解我们的创业园和工作室，让更多同学们的电脑得到安全、放心的维护。）

施工费用及日后维护：

该项目LED显示屏广告牌的设置施工，将由我们烨世电脑工

作室独立完成，并承担全部施工费用，以及后期维护费用。LED所显示的内容必须经过学院同意方可显示，否则学院有权制止显示内容以及拆除LED显示屏。

我相信这是一项创新的科技，为我校增添科技含量，增添光彩，为我校建立了良好的校园文化，将会为学校带来前所未有的宣传效率，方便师生，是一项重大的举措。

以上为申请内容，恳请校领导予以审核、批准。

特此申请！

烨世计算机工作室 陆愚佳

无线LED电子显示屏 篇3

近年来,LED电子显示屏以其可靠性高、性价比高、显示内容丰富、修改方便等多种优点,广泛应用于信息显示领域。但传统单个显示屏的控制方式已经很难满足像车站、银行、医院、学校这些需要多个显示屏的场合。另外,传统有线传输方式使显示屏难以随意更换位置,也不便于有些场合的安装调试。为此,本文设计了一个以ARM7为核心,加载Zigbee无线通信模块的多个LED显示屏无线控制系统。

1 系统总体结构

本系统由上位信息处理中心和下位显示终端两部分组成,如图1所示。上位信息处理中心由PC机、ARM7处理器和SZ05 Zigbee无线通信模块组成,它们之间通过串口连接,上位信息处理中心负责接收用户信息,生成要显示文字和图片的代码,并通过Zigbee无线通信模块将代码发送出去。下位显示终端由ARM7处理器,SZ05 Zigbee无线通信模块,显示屏驱动电路及16×16点阵LED显示屏四部分组成,下位显示终端负责接收代码,并完成对LED显示屏的驱动控制。如果系统终端与中心的距离较远,还可在系统中增加SZ05 Zigbee无线通信模块作为路由器,负责中继转发。

2 系统硬件设计

从图1可以看出,上位信息处理中心和下位显示终端都有ARM7处理器和SZ05 Zigbee无线通信模块,这两部分是相同的。也就是每个下位显示终端由串口连上PC后都可以作为一个信息处理中心,同样上位信息处理中心加上显示屏及其驱动电路也可组成一个显示终端。

2.1 上位信息处理中心硬件设计

2.1.1 ARM7处理器-LPC2138

本系统选择Philips公司生产的以ARM7TDMI-S为内核的芯片LPC2138,它兼具ARM处理器的所有优点,同时又有丰富的片上资源。具有47个GPIO,同时包括2个UART和2个SPI,满足系统中各模块间的串行通信及显示屏的行列驱动电路。CPU频率最大为60MHz,满足系统扫描LED屏的需求。另外,有512kB片内FLASH满足系统升级改进所需空间。

2.1.2 电源电路

在本系统中,LPC2138需3.3V DC,MAX232芯片、SZ05无线通信模块需5.0V DC,为简化电源电路的设计,要求为系统输入5.0V DC,直接供给上述两个模块使用。选用输出电压精度高、稳定性高的SPX117M3-3.3做为DC-DC转换器用于5.0V到3.3V的转换。系统电源电路如图3所示。

2.1.3 复位电路和时钟电路

为提高系统的可靠性,复位电路选用微处理器电源监控芯片MAX811。按下复位按键后,引脚/RESET输出低电平使系统复位,平时此引脚输出高电平。

时钟电路中使用11.0592MHz外部晶振,经过片内PLL电路倍频后,最高可以达60MHz,满足扫描显示屏的要求,同时经过PLL电路对信号的提纯作用,降低了高频噪声。复位电路和时钟电路如图2所示。

2.1.4 串口通信模块

在上位信息处理中心中,计算机将用户要显示的文字和图片转换成代码通过串口发送给LPC2138处理器,处理器接收代码后经串口传给SZ05无线通信模块以无线传输方式发送给下位显示终端。MAX232芯片有一路RS232输入TTL输出,用于PC与LPC2138之间数据传输,另一路TTL输入RS232输出用于LPC2138与SZ05之间数据传输。接口电路如图4所示。

2.1.5 SZ05 Zigbee无线通信模块

系统无线通信模块选用顺舟科技的SZ05-ADV,其通信距离很远,在空旷处达到2000m,而且组网灵活,在本系统中设置为星型网络和主从发送模式。对于上位信息处理中心,SZ05模块处于中心节点模式,所以CENTER端接地,而对于下位显示终端,Zigbee模块处于终端节点模式,所以DEVICE端接地。接口电路如图4所示。

2.2 下位显示终端

下位显示终端中LPC2138和SZ05无线通信模块与上位信息处理中心的这两部分在电路连接上相同,在此不再赘述了。

2.2.1 显示屏行列驱动电路

本系统选用恒流驱动控制芯片SD16726用于显示屏行列驱动控制,此芯片有16位2-80mA可调稳定恒流输出通道,用于16×16LED点阵的驱动,同时串行数据输入/输出便于芯片的级联,以扩展LED显示屏。使用LPC2138处理器的SPI0和SPI1接口分别驱动显示屏的行和列,并利用通用IO口P1.16、P1.17和P1.18、P1.19分别完成行和列驱动电路的信号允许输出和锁存控制。接口电路如图5所示。

工作时先通过SPI1的MOSI依次将数据串行移入16片SD16726列驱动电路并锁存,再通过SPI0的MOSI依次将数据串行移入8片行驱动电路,这时完成一行的显示。然后据此逐次显示各行,由于处理器频率可达60MHz,所以人可以看到显示信息。

3 系统软件设计

3.1 下位显示终端程序设计

下位显示终端程序设计主要包括:LPC2138与SZ05之间的串行通信程序,以及LED显示屏的SPI接口程序和显示屏行列驱动程序。

3.1.1 串口通信程序

程序流程为:将UART连接到IO,设置串口波特率和工作模式,发送或接收数据,检测状态字或等待中断信号。本系统中所有串口通信波特率设置为9600,数据帧设置为8+0+1。

3.1.2 SPI接口程序和行列驱动程序

(1)SPI接口的操作过程为,主机:将SPI连接到IO口,设置SPCCR得到时钟,设置SPCR控制SPI为主机,选择从机,将发送数据写入SPDR,等待SPIF置位,从SPDR中读取返回数据。据此写出主机发送子程序,从机与其类似。

(2)行列显示驱动程序主要完成将要显示的点阵代码通过SPI送出,行显示数据发送子程序代码如下,列显示代码只需将外层循环次数改为16次即可。

3.2 上位信息处理中心软件设计

上位信息处理中心软件设计除了LPC2138与SZ05 Zigbee之间的串口通信程序之外,主要为PC机的人机交互界面。交互界面通过VB程序编写,主要完成:串口参数设置和信息发送;显示文本的处理,输入、打开和保存显示文本;系统中各个显示屏的管理,所有显示屏的总开关和单个屏的开关,对所有屏广播通信或是对某一个屏的点对点通信。

4 结束语

本系统可以广泛应用于银行、车站、学校、医院等需要使用多个LED显示屏的场合,并且系统中的LED显示屏可随意更换位置,避免了布线的困扰。同时,使用者可以通过上位信息处理中心对各个LED显示屏的显示内容和开关进行控制。此外,系统可通过简单的级联扩展显示屏的大小和个数,从而满足用户的需求。

摘要：文章提出了一种以ARM7处理器LPC2138为核心,以SZ05 Zigbee为无线通信模块的多个LED显示屏的无线控制系统。介绍了这个系统上位处理中心和下位显示终端中各个模块的硬件电路和软件程序设计。此系统可方便地增大LED显示屏的大小和个数,适用于各类需要无线控制多个LED显示屏的场合。

关键词：ARM7,LPC2138,SZ05 Zigbee模块,多个LED显示屏,无线控制

参考文献

[1]陈泽婷.基于ARM的校园LED公告板远程控制系统设计[J].现代计算机,2012(3):77-80

[2]周立功,张华.ARM7-LPC213x/214x(上册)[M].北京:北京航天航空大学出版社,2006.

无线LED电子显示屏 篇4

一、预期使用目的：

XX的LED电子显示屏作为企业的电子公告平台，要方便、快捷地发布具有时效性的讯息，体现其作为信息媒介的实质作用。同时还要进行企业商业性的以及文化的宣传，以实现企业经营产品和经营管理理念宣传的有效结合。既表现出企业的行业文化特色，又要体现企业的独特风采，并且兼具国家的主流文化的精神。

二、初步设想：

基于以上的考虑，目前初步设想将LED电子显示屏所显示的内容分为三大板块：时效信息类、商业经营宣传类和企业文化宣传类。

另外，考虑到LED电子显示屏自身的特点优势和其使用受众（广大员工，尤其是生产员工）的接受特点。建议以图像播出为主，兼插文字的滚动播出。

日播送周期拟定为早8点至晚四点半。

三、实施方案：

从目前的短期来看，当下最主要的工作是XX的活动。因此建议播出围绕这一主题的相关内容：国家的活动讯息和企业自身组织的迎庆活动。当然以后根据国家活动和节日庆典，还要继续安排。

从长期来看，还是初步策划以上述三大板块为主题。下面具体谈谈三者的下辖范围和内容策划：

1、时效信息类

时效信息类，主要播出具有实效的信息内容。如新闻（国家、企业）、全厂性的通知、各部门及分厂的公布数据、具体生产活动责任人名单等等。除新闻播报外，其他均以文字形式播出。建议早晨和中午播出，因为此时人员流动量大，便于广而告之。

2、商业经营宣传类

商业经营宣传，播放企业的产品宣传片和经营业绩片。配合企业的品牌建设（产品品牌、管理品牌）。其中也灵活的插入企业的相关标识，以flash形式活动演示。建议配合将要提出的第三类全天播放。

3、企业文化宣传类

无线LED电子显示屏 篇5

随着社会的不断进步与发展, 人们在获取信息的同时对信息获取的方法和传输方式有了更高的要求。LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体, 它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成平板显示屏幕, 以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性能价格比高、使用成本低等特点, 在信息显示领域得到了广泛的应用。

本文介绍一种由单片机构成的LED显示屏, 该显示屏可通过PC机的USB界面将数据传送到C8051F340的XRAM中, 再由单片机通过无线发送到点阵显示屏系统显示所需的图形文字。

2 系统基本原理

系统采用VC++6.0编写上位机程序, 对字模进行提取、编码及转化, 通过USB发送子程序将点阵代码发送到下位机中, 再由下位机通过无线传输发送到接收子机C8051f340的XRAM中, C8051f340通过驱动电路将汉字信息在点阵屏上显示出来。系统组成框图如图1所示:

3 上位机软件设计

本文讨论的上位机软件是在Microsoft Visual C++6.0环境下的制作的。主要针对LED点阵显示屏中字模的提取、显示方式和显示速度的设置。字模是提取由双字节上位机整体界面如图2:

汉字点阵的编码以UCDOS中文宋体字库为例, 每个汉字由16行16列的点阵组成, 即国标汉字库中的每一个字均由256个点阵来表示。中文操作软件 (UCDOS) 中包含16×16点阵汉字字库文件。

在字库中寻找需要的汉字字模首先要计算区位码设汉字机内码的两个字节为H HLL, 区码q h, 位码为w h, 则有:

qh=HH-0xa0;

wh=LL-0xa0;

再计算汉字点阵数据存储位置偏移量。偏移量是指字模首字节距离文件头的相对位置, 其计算原理是求出被检索汉字之前的汉字个数再乘每个汉字所占的字节数。1个n×n点阵字符所占字节数等于n×n÷8, 如16×16点阵占32个字节。

offset= (94× (qh1) + (wh1) ) ×32

最后移动文件指针读出点阵字模数据。打开点阵字库文件, 将文件指针从文件头向后移动offset个字节, 然后使用文件读取函数读出字模。如使用WindowsAPI函数:

int fseek (FILE*stream, long offset, in t fromwhere) ;

函数设置文件指针stream的位置。如果执行成功, stream将指向以fromwhere (偏移起始位置:文件头0, 当前位置1, 文件尾2) 为基准, 偏移offset (指针偏移量) 个字节的位置。如果执行失败 (比如offset超过文件自身大小) , 则不改变stream指向的位置。

int fread (void*ptr, int size, int nitem s, FILE*stream) ;

用于接收数据的地址 (指针) (ptr)

单个元素的大小 (size) :单位是字节而不是位, 例如读取一个整数值就是4

元素个数 (nitems)

提供数据的文件指针 (stream)

返回值:成功读取的元素个数

4 USB模块

现在上位机多数采用串口方式把数据发送到下位机。本文讨论的的上位机通过US B传输到下位机。USB协议层反映了USB主机与USB设备进行交互的语言结构和规则。

C8051F340集成了一个完整的全速/低速USB功能控制器, 用于实现USB外部设备。但这些设备却不能被用作USB主设备。U SB功能控制器由串行界面引擎 (SIE) 、USB收发器 (包括匹配电阻和可配置上拉电阻) 、1K B FIFO存储器和时钟恢复电路 (可以不用晶体) 组成, 不需要外部元件。USB功能控制器和收发器符合通用串行总线规范2.0版。以上C8051F340的一些特性使得使用USB传输得以方便的使用。

在开发C8051F340的USB传输时可以先在新华龙电子有限公司官网上下载安装AN200SW的USB开发包。在其卡发包中Demo.t xt文件中讲述了USB开发过程。其中要求先下载USBXpress_InstallXP.exe的安装包。US BXpress开发包涵盖了主机端和设备端的所有函数功能安装好后会产生下位机和上位机开发的头文件USB_API.h和SiUSBXp.h的上位机头文件。遵循Demo.txt顺序安装好USB后的预安装默认VID=0x10C4, PID=0x EA61。下位机USB代码如下:

USB_VID, 16位二进制卖主ID号, 一般用SILICONLab的ID号 (OXl0C4) 。

USB_PID, 16位二进制产品ID号, 一般USBXpress规定为OXEA61。

USB_MfrStr, BYTE型指针, 指向描述厂商的字符串, 不能为空。

USB_ProductStr, BYTE型指针, 指向描述产品的字符串, 不能为空。

USB_SerialStr, BYTE型指针, 指向描述序列号的字符串, 不能为空。

USB_MaxPower, BYTE型, 说明总线最大电流, 极限为500 mA。若取值0x32, 则表示最大电流为100 mA。

USB_PwAttributes, BYTE型, 用于供电配置。如果设备自己供电第6位置“1”, 若为总线供电则为“O”。如果设备提供弱上拉作用, 第5位置“l”, 位0～4必须为“O”, 位7必须为“1”。

USB_bcdDEVICE, 无符号int型, 用BCD码表示设备的版本号, 如2.13版为Ox0213。

5 USB中断函数如下

在VC++6.O编译环境下开发主机端的USB通信应用程序, 需要注意在编译之前向工程中添加开发包提供的SiUSBXp.dll、SiUSBXp.h和SiUSBXp.lib档。

上位机主要API函数调用

SI_Open (DWORD dwDevice, H A NDLE*cyHandle) ;//打开USB

SI_Write (HANDLE cyHandle, LPVOID lpBuffer, DWORD dwBytesToWrite, LPDW ORD lpdwBytesWritten, OVERLAPPED*o=NULL) ;//将数据传输到下位机

SI_Close (HANDLE cyHandle) ;//关闭USB

6 无线传输设计

本设计的无线传输采用RFM12。RF1M2是一款低成本高集成的FSK收发一体IC, 其内部集成了所有的RF功能模块电路, 外围只须一个MCU, 一个晶振, 一个旁路电容和一个外置天线就可组成一个带有PLL技术的高可靠性的收发系统, 具有设计简单, 生产无需调试的特点。可工作在315/433/868/915MHZ四个频段。两个RF12即可组成一个完整的双向收发系统。在无需外加功放电路的情况下, 距离可达到200米以上。

RF12还集成了一个数字界面, 轻易实现由MCU通过软件设置, 就可精确调整各种射频参数 (如中心频点, 接收带宽等) 。而无需调整硬件电路, 可轻易实现跳频功能。

显示屏的无线接收下位机发射的数据信息, 经过相应的校验实现数据的正确传输。无线传输流程图如图2-1。

7 显示屏的驱动

点阵显示模块主要由点阵显示面板和点阵驱动板组成。采用两片74HC595为列驱动, 两片74hc138+S8550作为行扫描。并设有级联端口, 将多个模块级联, 可方便的组成典型的16*64、16*128点阵显示屏 (图3, 图4) 。

接收到的字模存储在XRAM中

uchar xdata BUFF_Sotr[128][32];//用于存储无线发送过来的字模

该显示是动态刷新16行点阵

8 小结

本文介绍了字模提取、USB通信、无线传输和点阵屏驱动的电路设计和设备端的驱动设计, 简单说明了查c8051f340单片机自带通用串行总线控制器的卡发过程。所有设计思路和方法都通过了实验验证, 可以直接用于工程项目开发。

参考文献

[1]张呈祥.汉字字模提取技术[J].电脑知识与技术, 2007年19期.

[2]陈启美, 吴琨, 丁传锁, 陈锁柱.USB协议层[J].电力自动化设备, 2001年第5期.

[3]刘丽娟, 莫远国, 李尧.无线传输中一种基于节能的多位纠错算法[J].传感器与微系统, 2010年第29卷第6期.

[4]隆声.前程似锦的无线射频识别技术[J].现代通信, 2004年10期.

LED电子显示屏的设计现状探讨 篇6

LED显示屏起初由纯粹的硬件技术, 进化成如今的软硬结合, 由计算机技术、信息处理技术、集光电子、微电子技术、于一体的屏幕同步的高技术产品。它以其超大的画面、亮度高、工作寿命长、超强视觉、灵活多变、工作电压低、微型化、性能稳定、耐冲击的显示方式等独具一格的优势, 成为目前国际目前使用广泛的显示系统。 LED矩阵块组成LED显示屏, 它分为两种。一是图文显示屏, 可运用计算机同步, 控制显示屏上的文字和图形。二是视频显示屏运用单片机进行传输控制, 单片机就是微型计算机。文字、图像、音频可以实时、同步、清晰的在显示屏上播放, 技术含量高点的还可显示逼真的2D、3D的动画效果, 能将VCD、录像、电视节目等进行实况转播等等。21世纪随着信息科技的不断更新, 利用LED大屏幕展示品牌信息的广告方式已经是全球广告业的一种潮流, 该设备不仅外形独特美观, 其大小面积可以根据实际要求进行调整, 不仅能播放音视频广告节目, 还能播放视频广告, 设备的周围还可按装固定灯箱广告位。商家为了包装自己, 同时各地政府都鼓励推行使用户外LED屏, 布广告、灯箱广告陆续被取代。传统的广告形式以帆布、灯箱为主, 随着LED显示屏的逐渐普及, 已经成为了传统广告方式的代替品。LED显示屏被广泛应用在广告宣传、公共场所, 同时在交通领域起到非常大的作用。LED显示屏让广告的内容更加显眼, 更加的吸引人们的眼球。特别是在晚上, 可视条件很差的情况下, 它显示了超高的亮度、展示了独特的商品信息, 这样更能吸引人们的注意力。同时你可以随时改变广告内容, 通过电脑、USB等设备轻易的更改显示屏的内容。LED屏幕相比以前的霓虹灯, 功能更强大, 更时尚, 它是通过控制LED灯泡的发光规则改变内容。通过电脑、USB可以随时更改广告内容, LED上可以显示“欢迎顾客光临”, 每逢节假日, 像国庆节, 圣诞节等节日促销活动消息的展示。如今的显示屏不仅可以用文字显示商品的内容, 同时可以从商品的图像以及动态图像进行播放。随着LED显示屏的普及, 横幅从此开始退出历史舞台。商家减少了平时不停换横幅的麻烦, 而且更美观更高档。LED电子显示屏是以平方米为单位计算收费的, 相对于按路段的繁华程度收费的大型户外广告牌以及三面翻等来说, 其整体性价比很高, 具有极大的优势。

2 LED显示屏构造原理

LED是一种固态的半导体器件, 将电转化为光的一种发光二极管。LED的核心是一个半导体的晶片, 大概分为三端, 一端是负极, 一端连接电源的正极, 晶片的一端附在一个支架上, 使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两端组成, 一端是P型半导体, 在它里面空穴占主导地位, 另一部分是N型半导体, 这部分主要由电子组成。P与N两个半导体相连接时, 两端之间就形成一个P-N结。 电流通过导线作用于这个晶片的时候, 电子由N区推向P区, 在P区里电子跟空穴复合, 然后就会以光子的形式发出能量, 以上就是LED显示屏发光的原理及构造。P-N结的材料决定了光的波长, 也就是光的颜色。

LED按照形状和颜色分为两种, 一种按出光面特征;一种按发光颜色。按发光管出光面特征我们可以分圆灯、方灯、矩形、表面安准2mm、准4.4mm、准5mm、准8mm、准10mm及准20mm等, 在国外则有另一种标准;按发光管发光颜色分, 分成绿色、红色、橙色。如果细分, 分为黄绿、纯绿, 标准绿、蓝光等。

3 LED发展趋势与研究的主攻方向

我国的LED发展共经过三个过程, 分别是成长期;迅速成长期;成熟期。1990年以前是LED显示屏的成长期, 受LED材料的限制, LED显示屏的应用领域没有广泛展开;1990年至1995年这五年时间中, LED显示屏属于迅速成长期, 这个时间段全球信息产业发展的如火如荼, 信息技术在各大行业都有非常大的进步, LED显示屏在材料、控制技术、功能方面也得到了质的突破;从1995年至今, LED显示屏的发展逐渐成熟, 各种形式, 各种材质, 各种软件的支持, 各电子公司展现出“五花八门”、“百花齐放”的状态。256级灰度视频控制技术更是达到了国际水平。

从2000年以来, 我国LED显示应用行业稳步发展, 总体规模逐年提升, 目前已经成为LED产业链中的重要组成部分, 以LED显示屏为代表的LED显示应用产品在社会经济各个领域得到了广泛应用, LED显示应用产业已成为了优势和特色明显、发展欣欣向荣的新兴产业。市场规模增长一成。2014年度, 全国LED显示应用行业市场规模达到300亿元, 比2013年度的270亿元增长了10%左右。全国从事LED显示应用产品研发、生产、工程应用的主要企业有500余家, 全行业从业人员规模在50000人以上。LED显示应用产业比较集中在华东、华南地区, 华北地区近两年的发展提升比较明显。据行业协会统计, 2014年, 华东地区的LED显示应用生产企业产品销售额占到全国的33%, 华南地区占到41%, 华北地区占到17%, 西南、西北、华中地区占到8%, 而东北地区只占不到1%, 产业的区域集中度比较明显。在整个LED销售总额中, 显示屏销售尤为出色, 它约占销售总额的八成, 而利用LED照明却只占销售总额的两成。同时LED显示屏应用也分室外和室内。室外显示屏销售总额占全部销售总额的60%左右, 而室内占销售总额的40%左右。随着我国LED显示屏的不断成熟与发展, 产品更是远销国外, 出口额占到总体销售额的15%~20%左右, 2014年一年内我国LED显示屏出口额在55亿元左右。LED显示应用产品应用在信息发布、广告传媒、会议展览等, 应用广泛导致对其需求市场逐年攀升。随着我国经济飞跃发展, 我国成为LED显示应用产品的超级制造大国与消费大国, 慢慢的从中国制造到中国发明, 逐步的走向技术强国。同时, 中国LED显示的飞速发展让一些公司茁壮成长, 不管是技术还是设计内涵逐步与国际接轨。全国LED显示应用行业年度销售额超过亿元的规模企业有50家左右, 年度销售额在2亿-5亿元的企业有20家左右, 年度销售额在5亿-10亿元的企业大概有10家左右, 有三家企业年度销售额在10亿元。规模比较大的成熟企业的销售额占到同类行业的50%左右。2014年度销售额在5亿元以上的主要企业包括:上海三思科技发展有限公司、南京洛普股份有限公司、 洲明科技股份有限公司、深圳市艾比森光电股份有限公司等。截至2014年年底, 行业内拥有联建光电、洲明科技、联腾、迈瑞、信茂等。 还有一批新三板的挂牌公司, 包括易事达、元亨光电、齐普光电等企业。

无线LED电子显示屏 篇7

2015 年笔者申请了北京服装学院的本科生科研训练项目( 简称URTP) ,项目名称是 “LED电子显示屏控制系统的设计”。本项目的实施力图使学生通过单片机及LED显示屏相关知识的学习,并通过编程软件的使用及元器件的选择,初步掌握硬件电路设计及软件编译的方法,为后续课程的学习及毕业后从事相关的工作奠定一定的基础。

2 系统基本组成及工作原理

本项目采用的LED显示屏部分主要是由4 个8 × 8 的LED点阵组成的16 × 16 的LED点阵和行列驱动电路构成,组成后的点阵电子显示屏如图1 所示。

本项目采用的是点阵方式显示汉字,采用这种方式形成显示需要的图形或文字是非常灵活的,因为可以依据不同需要任意组合和变化,只需要提前预设好正确的数据,然后让每个LED发光器件占据数据中的一位,再通过对点阵上全部的LED灯进行调节和控制,在需要该位置上LED器件发光时,数据中相应的位填1,否则填0,这样就能依照所需显示相应的图形或者文字,再按显示屏的各行各列逐点扫描显示数据,这样能得到所需要的显示效果。

由于汉字在LED点阵电子显示屏上显示比较稳定,因此可以通过计算机的字库提取字模,字库可以提供多种汉字形式,如隶书、微软雅黑和新宋等多种选择方案; 另外显示屏显示汉字的大小也有不同规格,常见的有16 × 16、24 × 24、32 × 32、48 × 48 等,汉字的颜色常见的也有红、黄、绿等常见的颜色。本项目使用的四个8 × 8 的LED点阵组成一个16× 16 的LED点阵。

本项目采用了动态扫描法进行汉字显示。动态扫描方法即指逐行轮流点亮LED,这样扫描的驱动电路可以实现多行( 比如16 行) 的同名的列共用一套驱动器。具体就16 × 16的点阵来说,把所有同一行的发光管的阳极连在一起,把所有同一列的发光管的所有阴极连在一起( 共阴极的接法) ,在显示过程中,应该先送出对应第一行发光管亮灭的数据,然后锁存,再选通第1 行使其燃亮一定时间,然后熄灭; 再送出第2 行的数据并锁存,然后选通第2 行使其燃亮相同的时间,然后熄灭; 以此类推,第16 行之后,又重新燃亮第1行,反复轮回。当这样轮回的速度足够快,每一行的显示时间大约为4ms,由于人眼的视觉暂留现象,就能看到所要显示的需要汉字了。

采用动态扫描方式进行汉字显示时,每一行都有一个对应的行驱动器,每一行的同名列用的是同一个驱动器。显示的汉字数据通常存储在单片机的CPU中,按8 位一个字节的形式顺序排放。在实际汉字显示时需要先把一行中每列的数据都发送至相应的列驱动器上去,这就存在一个显示数据传输的问题。从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用并列方式或串行方式。显然,采用并行方式时,从控制电路到列驱动器的线路数量大,相应的硬件数目多。当列数很多时,并列传输的方案是不可取的。

如果采用串行传输的方式,控制电路就能只用一条信号线传输,将列数据一位一位往列驱动器中传送,这样在从硬件方面考虑是十分经济有效的做法。但是,采用串行传输的方式耗时比较长,要传送的数据将按顺序一位一位地传送给列驱动器,等到该行的各列数据全部传输到位以后,该行的各列就能并行的显示出来。这样,对于任一行的显示过程都可以分成两部分,这两部分分别为列数据准备和列数据显示。通过串行传输方式显示汉字,列数据准备时间可能需要的时间会很长,由于行扫描周期确定,这样留给行显示的时间就会大大缩短,最后可能会影响到所要显示汉字的亮度和稳定性。

如果要解决上述串行传输过程中列数据准备和列数据显示的时间不统一的问题,可以使用重叠处理的方法。重叠处理的方法是指在显示某行每列数据的同一时刻,单片机也传送下一列数据。为了达到重叠显示的效果,列数据在显示过程中就需要有锁存的功能。通过上述种种分析,可以得出列驱动电路应具有的功能。同时,对于列数据准备功能来说,还需要能实现串入并出的功能; 对于列数据显示来说,应具有并行锁存的功能。这样,该行已准备好的数据进入并行锁存器达到显示效果时,串并移位寄存器就能够准备下一行的列数据显示,从而在不会影响本行数据的显示情况下实现汉字的准确无误显示。

控制器电路采用单片机,主要负责控制存储显示数据模块,安排控制信号的定时与顺序、控制驱动LED显示点阵的电路等,驱动电路分为行驱动电路和列驱动电路,用来驱动LED显示点阵。

本项目的驱动电路由行驱动和列驱动构成。为了充分利用单片机的接口,行驱动电路中加入了一个4 - 16 线译码器74HC154。列驱动由集成电路74HC595 构成,它具有一个8位串入并出的移位寄存器和一个8 位输出锁存器的机构,可以实现在显示本行列数据的同时,传送下一行的列数据,即达到重叠处理的目的。

3 系统软件设计

该LED点阵电子显示屏各模块的显示方式分为静态和动态两种。其中静态显示原理简单、控制方便,但硬件接线复杂,通常是一帧画面输入以后便可永久显示,如果我们需要改变显示内容,就必须重新输出新的点阵数据,这样不便于大屏幕的制造,成本高,可靠性低,而且需要的译码驱动装置也很多,因此,在实际应用中一般采用动态显示方式。

动态显示采用扫描的方式工作,把整个LED屏幕分为若干部分,每一幅画面的显示是显示完一部分后,又显示第二部分……直到显示完成最后一部分又重新开始显示第一部分,重复循环进行,在重复扫描速度足够快的情况下,由于视觉暂留效应,我们看到的就是一幅稳定的画面,也就是说采用动态扫描显示需要不断进行画面的刷新,在这种方式下其显示驱动电路可重复利用,引线也大大减少,从而使硬件成本降低,且显示屏幕的发光二极管轮流发光,使耗电量大大降低,大屏幕的制造、维护更容易,并且能够增加可靠性。

该点阵式LED显示屏采用动态扫描显示方式,这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。将连续的几帧画面高速的循环显示,只要帧速率高于24 帧/秒,人眼看起来就是一个完整的、相对静止的画面。

根据程序设计的结构和思路,把单片机AT89C52 在点阵电子屏的显示任务中的工作量分为以下两个部分。

3. 1 中断扫描显示任务

扫描显示任务负责把数据依次发送到列驱动器74HC595,并按严格的时序低电平选通16 根行扫描线,使每一列数据对应着一个行线状态,部分中断程序如图2 所示。

3. 2 移动处理任务

移动处理任务负责完成显示字符逐点阵向左移动的算法处理,这是最基本的显示效果。其他大部分显示效果如左移几个汉字后暂停,全屏定格显示等都是以逐位左移为基础。对显示字符的移动,实质上是对显示缓冲区Buffer Dat内数据的移动。其中,实现汉字上移的程序如图3 所示。

4 结论

该项目的研究使学生掌握LED电子显示屏的基本显示原理和设计方法,对LED电子显示屏这个行业有较为深刻的了解和认识。并且对所学习的一些理论知识进行实践,通过该项目掌握了单片机软硬件开发工具的使用方法,为后续课程的学习及毕业后从事相关的工作奠定一定的基础,同时为以后从事相关行业的工作积累实际工作经验。

摘要：LED电子显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。文章介绍了一款以AT89C52单片机为核心,采用串行传输、动态扫描技术来制作的16×16 LED电子的多功能显示屏控制系统的设计。

无线LED电子显示屏 篇8

为加强煤矿安全管理,大部分煤矿已安装使用煤矿信息引导发布系统,其中井下信息指引与显示装置是系统的重要组成部分,用于显示煤矿井下安全通道指引、瓦斯等各种信息。LED电子显示牌是一种常用的井下信息指引与显示装置,通常采用矢量图技术实现文字和图像信息的显示[1,2]。采用矢量图技术绘图存在的问题:(1) 画布缩放后的图形与原图形有明显误差;(2) 很难定制特殊图像,且图像可视性差;(3) 无法将BMP格式的图片文件转换为电子显示牌能识别的二值图像。

针对上述问题,本文提出一种可应用于不同型号电子显示牌的点阵式绘图软件设计方案。该软件的优点:(1) 能够自由缩放画布尺寸,并且保持图像信息无损失;(2) 图像的绘制可精确到像素点,极大提升了图像的可视性;(3) 能够直接读取现有的BMP图像文件并将其转换为相应比例的点阵图像。

1 软件总体设计

1.1 软件数据流程

点阵式绘图软件数据流程如图1所示。

点阵式绘图软件的文字转换点阵模块、扫描BMP图片点阵模块、点阵式绘图模块主要负责将用户输入的内容转换为相应的点阵信息,并将这些点阵信息发送到通用命令生成模块中生成标准的点阵协议内容,同时提供给显示控件模块进行模拟显示。

点阵式绘图软件对外提供2个标准接口:图形点阵接口和图形文件接口。图形点阵接口主要提供由通用命令生成模块产生的标准点阵协议内容,该点阵协议内容一般是1串格式化的二进制字符串。LED设备管理软件可以通过图形点阵接口获取需要下发的图形命令,并通过串口下发给LED设备。图形文件接口主要提供由通用命令生成模块产生的标准BMP格式的文件流信息,普通的图片处理软件可以直接调用该接口来获取相应的BMP图片,且可将图片转存为其他格式。

1.2 软件功能

(1) 所见即所得的绘图功能:

点阵式绘图软件对每个LED设备的实际显示点阵进行模拟放大,以达到精确定位绘图的效果。点阵画布的尺寸可根据用户所选择的电子牌尺寸大小确定,画布上的每个小方块表示电子牌上的一个LED点阵。画布上的每个图元对象保持独立,在图元合并前,可单独对其大小、位置进行调整。软件提供直线、椭圆等预定义形状,支持画笔、文本对象、橡皮擦等功能[3,4]。

(2) 文字点阵转换功能:

将用户输入的文字根据相关参数转换为文字点阵信息[5,6,7]。用户可设置文本框像素大小、字体、文字大小、颜色等参数。

(3) BMP图片导入/转换功能:

根据用户设置的灰度阀值对BMP图片进行扫描,若图像中的像素灰度大于阀值,则认为该点是有效点,否则认为是无效的噪声点。通过扫描形成一幅有效的二值点阵图形,从而实现BMP图片的导入和转换功能,用户可将一张完整的BMP图片直接输入到系统中并在LED设备上发布。

(4) ICO图标导入/导出功能:

用户可将绘制的图形导出为ICO格式的图标文件,也可以导入其他的标准ICO图标文件来生成相应的图标点阵,该点阵的大小符合ICO图标内容的实际大小。软件支持单红色、红绿双色、256色的ICO图标。

(5) 模拟显示功能:

用于模拟电子显示牌的显示。根据指定的点阵数据或BMP、ICO文件的点阵信息来模拟电子牌的点阵,并将对应的点阵信息显示出来。支持动态显示功能,具有固定、上推、流水、闪烁等显示方式,方便用户查看自己所绘制的图形在井下设备上的显示效果。

(6) 对外通用接口功能:

统一定义所有电子显示牌的命令协议。当调用该接口时,软件根据参数内容或文件路径自动生成指定分辨率、色彩的图形点阵序列或命令描述协议。

2 BMP图像的灰度化

点阵式绘图软件读取的BMP格式图像文件可能包含颜色信息,而电子显示屏以二色显示,需要将彩色图像转换为黑白二值图像来进行点阵识别。

(1) BMP图像文件结构

BMP图像文件结构如图2所示。位图数据内容描述了位图的所有像素,每个像素所占的字节数由该BMP图像信息头中的biBitCount成员来确定:当biBitCount=1时,8个像素占1 B;当biBitCount=4时,2个像素占1 B;当biBitCount=8时,1个像素占1 B;当biBitCount=24时,1个像素占3 B。24位真彩色表示1个像素占3 B的BMP图像,对图像进行处理即针对每个像素的RGB(A)分量来进行处理,RGB(A)分量包括红色、绿色、蓝色以及可能包含的透明度Alpha。

(2) 图像灰度化步骤

所谓灰度化就是去掉图像中的其他颜色,只留黑白两色。去除颜色需要一个公式,该公式直接作用于图像的RGB像素区域。由于图像的灰度化是保留原有像素透明度的,因此透明度不参与像素的运算。已知原图的一个像素区域包含的R、G、B值,则目标灰度图中对应像素上的颜色值为

undefined

如果目标图像的像素是24位,则结果灰度图还是RGB的,只不过R=G=B=Gray;如果是8位,1个像素就只包含1个颜色值Gray。

图像灰度化的具体步骤:(a) 修改BMP信息头中的变量biBitCount和biSizeImage;(b) 修改文件头中的变量bfOffBits和bfSize;(c) 创建调色板;(d) 修改位图数据内容,将RGB分量值改为灰度值Gray;(e) 按顺序将上述几个部分写入BMP图像文件中。

3 软件应用效果

为了提高绘图精度,一般是把画布放大后再让用户绘制,而实际显示时再将画布缩小为原来尺寸。矢量图技术和点阵式绘图软件的绘制界面图和实际显示效果分别如图3、图4所示。

从图3可见,采用矢量图技术绘图时实际显示效果与绘制界面图相比,字体清晰度严重下降。而图4中采用点阵式绘图软件绘图的实际显示效果较好,没有出现缩放偏差。可见采用点阵式绘图软件绘制的图形,绘制界面图和实际显示效果均明显好于采用矢量图技术绘制的图形,且点阵式绘图软件的图形样式、绘图工具、使用便捷程度也优于后者。

4 结语

点阵式绘图软件改进了传统的LED电子显示牌绘图方式,使绘图种类更加多样化,效果更好。该软件基于组件的设计理念,程序架构易于扩展,不仅可应用于电子显示牌上,还可应用于大屏或不同类型的LED设备上;支持以.net动态链接库的接口和图片等通用形式应用于其他软件平台。

摘要：针对矿井LED电子显示牌采用矢量图技术绘图存在的图形绘制不精确、可视性差等问题,提出一种可应用于不同型号电子显示牌的点阵式绘图软件设计方案,介绍了该软件的总体设计及BMP图像的灰度化步骤。点阵式绘图软件基于组件的设计理念,实现了所见即所得的绘图功能、文字点阵转换功能、BMP图片导入/转换功能、ICO图标导入/导出功能、模拟显示功能及对外通用接口功能。比较发现,采用点阵式绘图软件绘制的原始图形及实际显示效果均明显好于采用矢量图技术绘制的图形。

关键词：LED电子显示牌,点阵式绘图,灰度化,文字转换点阵,BMP图片点阵

参考文献

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